混凝土选用规则，BIM结构设计基础知识

一、混凝土强度等级选择

1、混凝土强度等级

按照国家标准GB 50010－2002《混凝土结构设计规范》，混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度，以fcu，k表示。

普通混凝土划分为十四个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。混凝土强度等级是混凝土结构设计、施工质量控制和工程验收的重要依据。不同的建筑工程及建筑部位需采用不同强度等级的混凝土，一般有一定的选用范围。 

2、混凝土强度等级选择范围

不同的建筑工程，不同的部位常采用不同强度等级的混凝土，在我国混凝土工程目前水平情况下，一般选用范围如下： 

①C10～C15——用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构。 

②C20～C25——用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构；

③C25～C30——用于大跨度结构、要求耐久性高的结构、预制构件等；

④C40～C45——用于预应力钢筋混凝土构件、吊车梁及特种结构等，用于25～30层； 

⑤C50～C60——用于30层至60层以上高层建筑；

⑥C60～C80——用于高层建筑，采用高性能混凝土；

⑦C80～C120——采用超高强混凝土于高层建筑。 

 将来可能推广使用高达C130以上的混凝土。混凝土按强度分成若干强度等级，混凝土的强度等级是按立方体抗压强度标准值fcu,k划分的。立方体抗压强度标准值是立方抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值得百分率不超过5%，即有95%的保证率。

3、混凝土配合比

混凝土配合比是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、石）之间的比例关系。有两种表示方法：一种是以1立方米混凝土中各种材料用量，如水泥300千克，水180千克，砂690千克，石子1260千克；另一种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值及混凝土的水灰比来表示，例如前例可写成：C:S:G=1:2.3:4.2,W/C=0.6。

①.常用等级

C20

水：175kg 水泥：343kg 砂：621kg 石子：1261kg

配合比为：0.51:1:1.81:3.68

C25

水：175kg 水泥：398kg 砂：566kg 石子：1261kg

配合比为：0.44:1:1.42:3.17

C30

水：175kg 水泥：461kg 砂：512kg 石子：1252kg

配合比为：0.38:1:1.11:2.72

②.普通混凝土配合比参考:

C20混凝土配合比

条件：坍落度35--50mm；砂子种类：粗砂，配制强度：28.2MPa；石子：河石；最大粒径：31.5mm;水泥强度等级32.5，实际强度35.0MPa .

C20混凝土配合比（重量比）：水泥：砂：碎石：水=1：1.83：4.09：0.50

其中每立方米混凝土中，水泥含量：326Kg;砂的含量：598Kg;碎石：1332Kg

C25混凝土配合比

条件：坍落度35--50mm；砂子种类：粗砂，配制强度：28.2MPa；石子：河石（卵石）；最大粒径：31.5mm;水泥强度等级32.5，实际强度35.0MPa .

C25混凝土配合比（重量比）：水泥：砂：碎石：水=1:1.48:3.63:0.44

其中每立方米混凝土中，水泥含量：370Kg;砂的含量：549Kg;碎石：1344Kg

在实际施工过程中，砂浆、混凝土的配合比会因施工条件、材料条件的不同而变化，要根据实际情况进行现场调整。因此上述的配合比只是参考值。但变化的幅度不会太大。

4、水泥砂浆配合比

M5水泥砂浆的配合比：

条件：施工水平，一般；砂子，中砂；砂子含水率：2.5%；水泥实际强度：32.5 MPa

M5配合比（重量比）：水泥：中砂=1：5.23。每立方米砖砌体中，需要M5水泥砂浆是0.238m3，其中水泥67.59Kg；中砂354Kg（0.26m3)

M7.5水泥砂浆的配合比：

条件：施工水平，一般；砂子，中砂；砂子含水率：2.5%；水泥实际强度：32.5 MPa

M7.5配合比（重量比）水泥：中砂=1：4.82。每立方米砖砌体中，需要M7.5水泥砂浆是0.251m3,其中水泥77.31Kg;中砂373Kg(0.27m3)

二、建筑工程混凝土标号选择

1、砼标号对柱、剪力墙、梁及楼板的影响

砼标号对柱及剪力墙（轴压比控制）的影响：提高标号可显著减小柱墙的尺寸，增加建筑实际使用率。

砼标号对梁的影响：正常情况下对梁的承载力几乎没影响，因此对梁的截面及配筋影响很小，不宜采用高标号。

砼标号对楼板的影响：正常情况下对板的承载力几乎没影响，但可能会提高板的构造配筋率，同时还会增加板开裂的隐患，应尽量采用低标号。 

2、实际工程中混凝土标号的选择建议：

普通的结构梁板混凝土标号一般为C25、C20。受力较大的梁板混凝土标号可采用C30，如地下室的底板、顶板，屋顶花园的楼板等；剪力墙、柱混凝土标号按轴压比控制，使其尽量接近轴压比规定的上限，同时又使绝大部分竖向构件为构造配筋。

一般梁柱用一个等级的，柱墙就得看计算了。多层最好别用c40及以上，因为c40不能现场搅拌。高层一般用到c40-c50.一般来说，住宅的梁板c25就行了。如果大型公建就全是c30，地下室顶板及侧壁都是c30.以上都是常用做法。

 对于一般的多层结构，如果建筑对竖向构件截面尺寸抠的不是特别狠，我们也都不是特别希望采用高等级的混凝土，一般使用C25-C40，常用C30-C40。混凝土等级提高，虽然能够在一定程度上减少钢筋用量，但是这个减少的效率比起混凝土成本的提升和施工质量、水平要求的提高带来的成本增加来说，似乎经济意义不大。所以，除非有特殊情况，无论甲方、设计方、还是施工方，都不愿意使用高等级混凝土。

从力学角度来说，对于多层结构，柱子的轴压比不是很高，提高fc对提高构件承载力意义不大；梁因为是受弯构件，在梁高能保证的前提下，提高fc带来的经济效益也不是很明显；总的来说，提高强度等级吃力不讨好。

但是随着结构层数的增加，对于高层、超高层结构而言，通常在底层竖向构件――柱墙的轴压比会较高，此时fc的提高对于竖向构件会起到降低轴压比，减少构件截面尺寸，减少配筋等好处，综合比较之后，我们通常会选择在底层对竖向构件使用高强混凝土。而对于水平构件――梁，和上面的道理一样，通常最多用到C40。对于梁提高fc虽然会对承载力有一点贡献，但是荷载大了以后可能是变形、裂缝控制，且加之高强混凝土构件的延性也较差，需要增设约束钢筋提高延性，所以高强混凝土带来的效益会大打折扣甚至得不偿失的。

三、高层建筑混凝土强度等级选用表

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